CN113368298A - 一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料及其制备方法，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥45～60份、α‑氰基丙烯酸正辛酯12～18份、多巴胺15～24份、海藻酸钠4～10份、卵磷脂3～6份、3,4‑二羟基苯丙氨酸5～10份、胶原蛋白11～16份、壳聚糖8～15份、硌氨酸3～5份、苯丙氨酸3～5份、3‑对氯苯氧基‑1,2‑丙二醇3～6份。本发明制备的骨科医用粘合材料具有优异的抗菌杀菌效果，良好的抗压强度。

Description

一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料及其制备方法。

背景技术

人类应用医用粘合材料历史悠久，近几十年来为降低手术的复杂程度，医用胶粘剂获得了飞速发展和广泛应用。在外科手术中，医用胶粘剂用于某些器官和组织的局部粘合和修补，手术后缝合处微血管渗血的制止；妇科用来粘堵输卵管完成结扎；齿科用于牙齿的修补；骨科手术中骨骼、关节的结合与定位。骨骼用胶粘剂要求有良好的生物相容性。可降解性，无脏毒性及细胞毒性，无致癌致畸作用，且在常温常压下可以实现快速粘合，不影响骨痂生长，在一定时间内可降解，具有良好的粘合强度及持久性以保证骨折愈合。目前使用的粘合剂类型主要为a-氰基丙烯酸醋类、磷酸钙系骨水泥等。a-氰基丙烯酸醋类是一类瞬时胶牯剂，可常温固化，具有较好的组织相容性、固化速度快、强度高，且有一定的抑菌作用、使用方便，主要作为止血剂和组织粘接剂应用于诸多医疗领域，取得了显著的临床效果。在压缩载荷下，通过对a-氰基丙烯酸正辛酯胶粘接人胫骨中段蝶形骨折的力学分析证明，用其粘接胫骨碎块可以显著提高抗压缩强度。

胶体断裂前可承受的压缩载荷可以满足人体生理及临床骨折碎块固定的要求。虽然a-氰基丙烯酸醋类粘合剂在粘接速度快、粘接强度大这二方面极佳，但其固化过程是一个放热反应，产生的热量对周围相邻组织有热烧伤作用；固化物过硬，粘接剂多聚体的粗糙表面对周围软组织反复磨损可造成机械损伤；创面止血不完全，而且固化的聚合物水解产生的甲醛具有毒性等缺点，在一定程度上限制了它在骨科的应用。磷酸钙骨水泥作为一种新型的骨组织修复和替代材料，具有良好的生物相容性和骨传导性、生物安全性、能任意塑形、在固化过程中的等温性，已成为临床组织修复领域研究和应用的热点之一。但常规磷酸钙骨水泥存在脆性大、抗水溶性(血溶性)差、力学性能不足、降解缓慢等缺点，限制了其在临床上的广泛应用，而复合型磷酸钙骨水泥将有利于改善它的性能。目前常用的粘合材料各有其优缺点，化学性粘合材料虽粘合力较强，但体内极难吸收，多有一定的毒副作用；蛋白性粘合材料可能引起强烈的过敏和免疫反应或感染病毒，粘合力太小难于粘接固定骨块，对于骨组织复杂的结构单纯一种材料很难符合骨组织修复需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥45～60份、α-氰基丙烯酸正辛酯12～18份、多巴胺15～24份、海藻酸钠4～10份、卵磷脂3～6份、3,4-二羟基苯丙氨酸5～10份、胶原蛋白11～16份、壳聚糖8～15份、硌氨酸3～5份、苯丙氨酸3～5份、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇3～6份、β-环糊精2.5～5份。

进一步地，所述自制改性磷酸钙骨水泥采取以下方法制备：将磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精和丙烯酸丁酯加入到球磨机中，然后进行球磨3～5h，再加入二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠球磨2～3h。

更进一步地，所述磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精、丙烯酸丁酯、二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠的质量比为(30～45):(5～10):(3～6):(4～7):(5～9):(4～8)。

本发明的又一目的是提供一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述配方配比将原料进行称量。

S2：将3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇和β-环糊精混合均匀，滴加蒸馏水搅拌成浆料于30～33℃下搅拌2～3h后放置在2～4℃下静置15～20h，取出后用蒸馏水和乙醇进行洗涤，然后在液氮环境下冷冻干燥得到包合物。

S3：将步骤S2得到的包合物和其余原料物质进行混合均匀，进行研磨2～3h后，然后滴加蒸馏水调制成浆料，于10～12℃下静置8～10h，得到所述粘合材料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中，采用自制改性磷酸钙骨水泥、α-氰基丙烯酸正辛酯、多巴胺、海藻酸钠、卵磷脂、3,4-二羟基苯丙氨酸、胶原蛋白、壳聚糖、硌氨酸、苯丙氨酸、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇、β-环糊精所制备的骨科医用材料具有优异的抗菌杀菌效果，良好的抗压强度；其中使用多巴胺，多巴胺中的儿茶酚结构能够起到较好的亲附作用，进一步提升粘合材料的抗压性能，其中的3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇具有优异的杀菌效果。

具体实施方式

下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

实施例1

一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料的制备方法，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥45份、α-氰基丙烯酸正辛酯12份、多巴胺15份、海藻酸钠4份、卵磷脂3份、3,4-二羟基苯丙氨酸5份、胶原蛋白11份、壳聚糖8份、硌氨酸3份、苯丙氨酸3份、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇3份、β-环糊精2.5份。

其中，所述自制改性磷酸钙骨水泥采取以下方法制备：将磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精和丙烯酸丁酯加入到球磨机中，然后进行球磨3h，再加入二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠球磨2h；磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精、丙烯酸丁酯、二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠的质量比为30:5:3:4:5:4。

所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述配方配比将原料进行称量。

S2：将3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇和β-环糊精混合均匀，滴加蒸馏水搅拌成浆料于30℃下搅拌2h后放置在2℃下静置15h，取出后用蒸馏水和乙醇进行洗涤，然后在液氮环境下冷冻干燥得到包合物。

S3：将步骤S2得到的包合物和其余原料物质进行混合均匀，进行研磨2h后，然后滴加蒸馏水调制成浆料，于10℃下静置8h，得到所述粘合材料。

实施例2

一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料的制备方法，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥60份、α-氰基丙烯酸正辛酯18份、多巴胺24份、海藻酸钠10份、卵磷脂6份、3,4-二羟基苯丙氨酸10份、胶原蛋白16份、壳聚糖15份、硌氨酸5份、苯丙氨酸5份、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇6份、β-环糊精5份。

其中，所述自制改性磷酸钙骨水泥采取以下方法制备：将磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精和丙烯酸丁酯加入到球磨机中，然后进行球磨5h，再加入二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠球磨3h；磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精、丙烯酸丁酯、二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠的质量比为45:10:6:7:9:8。

所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述配方配比将原料进行称量。

S2：将3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇和β-环糊精混合均匀，滴加蒸馏水搅拌成浆料于33℃下搅拌3h后放置在4℃下静置20h，取出后用蒸馏水和乙醇进行洗涤，然后在液氮环境下冷冻干燥得到包合物。

S3：将步骤S2得到的包合物和其余原料物质进行混合均匀，进行研磨3h后，然后滴加蒸馏水调制成浆料，于12℃下静置10h，得到所述粘合材料。

实施例3

一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料的制备方法，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥50份、α-氰基丙烯酸正辛酯14份、多巴胺18份、海藻酸钠6份、卵磷脂4份、3,4-二羟基苯丙氨酸7份、胶原蛋白13份、壳聚糖10份、硌氨酸4份、苯丙氨酸4份、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇4份、β-环糊精3份。

其中，所述自制改性磷酸钙骨水泥采取以下方法制备：将磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精和丙烯酸丁酯加入到球磨机中，然后进行球磨4h，再加入二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠球磨2.5h；磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精、丙烯酸丁酯、二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠的质量比为35:7:4:5:7:6。

所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述配方配比将原料进行称量。

S2：将3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇和β-环糊精混合均匀，滴加蒸馏水搅拌成浆料于31℃下搅拌2.5h后放置在3℃下静置17h，取出后用蒸馏水和乙醇进行洗涤，然后在液氮环境下冷冻干燥得到包合物。

S3：将步骤S2得到的包合物和其余原料物质进行混合均匀，进行研磨2.5h后，然后滴加蒸馏水调制成浆料，于11℃下静置9h，得到所述粘合材料。

实施例4

一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料的制备方法，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥55份、α-氰基丙烯酸正辛酯16份、多巴胺22份、海藻酸钠9份、卵磷脂5份、3,4-二羟基苯丙氨酸8份、胶原蛋白15份、壳聚糖13份、硌氨酸4份、苯丙氨酸4份、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇5份、β-环糊精4份。

其中，所述自制改性磷酸钙骨水泥采取以下方法制备：将磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精和丙烯酸丁酯加入到球磨机中，然后进行球磨4h，再加入二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠球磨3h；磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精、丙烯酸丁酯、二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠的质量比为40:9:5:6:8:7。

所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述配方配比将原料进行称量。

S2：将3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇和β-环糊精混合均匀，滴加蒸馏水搅拌成浆料于32℃下搅拌3h后放置在3℃下静置18h，取出后用蒸馏水和乙醇进行洗涤，然后在液氮环境下冷冻干燥得到包合物。

S3：将步骤S2得到的包合物和其余原料物质进行混合均匀，进行研磨3h后，然后滴加蒸馏水调制成浆料，于11℃下静置9h，得到所述粘合材料。

性能测试：对实施例1～4制备的医用粘合材料按照常规方法进行性能测试，其测试结果如表1所示，

表1.测试结果：

由表1可以得知，本发明实施例1～4制备的医用粘合材料的抗压强度均在88.5MPa以上，且具有优异的杀菌率。

Claims (3)

1.一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：自制改性磷酸钙骨水泥45～60份、α-氰基丙烯酸正辛酯12～18份、多巴胺15～24份、海藻酸钠4～10份、卵磷脂3～6份、3,4-二羟基苯丙氨酸5～10份、胶原蛋白11～16份、壳聚糖8～15份、硌氨酸3～5份、苯丙氨酸3～5份、3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇3～6份；

其中，所述自制改性磷酸钙骨水泥采取以下方法制备：将磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精和丙烯酸丁酯加入到球磨机中，然后进行球磨3～5h，再加入二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠球磨2～3h。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料，其特征在于，所述磷酸钙骨水泥、L-丙氨酸、β-环糊精、丙烯酸丁酯、二甲基硅氧烷和羧甲基纤维素钠的质量比为(30～45):(5～10):(3～6):(4～7):(5～9):(4～8)。

3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌效果的骨科医用粘合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述配方配比将原料进行称量；

S2：将3-对氯苯氧基-1,2-丙二醇和β-环糊精混合均匀，滴加蒸馏水搅拌成浆料于30～33℃下搅拌2～3h后放置在2～4℃下静置15～20h，取出后用蒸馏水和乙醇进行洗涤，然后在液氮环境下冷冻干燥得到包合物；

S3：将步骤S2得到的包合物和其余原料物质进行混合均匀，进行研磨2～3h后，然后滴加蒸馏水调制成浆料，于10～12℃下静置8～10h，得到所述粘合材料。